KR20170121486A - 자갈 입도 분석 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하천 또는 연안 환경 등의 퇴적환경에 포함된 자갈의 입도를 측정할 수 있도록 하는 자갈 입도 분석 장치 및 그 방법에 관한 것으로,
상기 자갈 입도 분석 장치는, 케이스부; 케이스부 내부에서 자갈의 장경 방향의 축에 설치되어 자갈의 장경을 측정하는 장경스케일러부; 케이스부 내부에서 자갈의 중경 방향의 축에 설치되어 자갈의 중경을 측정하는 중경스케일러부; 케이스부 내부에서 자갈의 단경 방향의 축에 설치되어 자갈의 단경을 측정하는 단경스케일러부; 및 상기 케이스부를 지지하며 내부에 상기 장경스케일러부, 중경스케일러부, 단경스케일러부를 제어하며, 상기 투명케이스부의 하중을 측정하여 자갈의 무게를 측정하는 저울부;를 포함하여 구성되어,
자갈의 입도 분석을 정확하고 신속하게 수행할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Description

자갈 입도 분석 장치 및 그 방법{GRAVEL SIZE MEASUREMENT APPARATUS AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 자갈 입도 분석에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 하천 또는 연안 환경 등의 퇴적환경에 포함된 자갈의 입도를 측정할 수 있도록 하는 자갈 입도 분석 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
하천, 연안 등의 지역에서의 퇴적물의 이동 과정을 확인하는 것은, 침식, 퇴적 등의 지형 관리 및 인공 구조물 관리 등의 다양한 분야에서 활용될 수 있는 기초자료로써 중요하다.
이러한 퇴적물 중 자갈은 하천, 연안 등의 지역의 퇴적 환경을 구성하는 중요한 퇴적물이다. 따라서 자갈의 입도 특성을 분석하는 것은 매우 중요하다.
모래 등의 입도 측정하는 기술의 예로는, 등록특허 10-0358167호는 활성공탄공정의 자동역세척 장치에서 활성공탄 처리수의 입자를 입도측정기를 이용하여 측정하는 기술을 개시한다. 또한, 등록특허 10-0733977호는 평판형 범용스캐너 및 퍼스컴을 이용하여 모래의 입도 분석을 수행하는 기술을 개시한다. 등록특허 10-13541483호는 입도분석기를 이용하여 원료탄의 입도를 분석하는 원료탄 파쇄장치를 개시한다.
이와 같이, 입도 분석 기술은 다양한 기술 분야에서 사용되고 있다.
그러나 자갈의 입도는 일반적으로 가장 긴 축인 장경, 장경의 직각 방향의 축인 중경, 장경과 중경의 수직 방향 축인 단경의 세 축의 길이와 그 무게로 표현된다. 즉, 자갈은 그 크기와 형태가 다양하여 모래 크기 이하의 퇴적물과는 달리 입도 분석이 쉽지 않다. 또한, 측정하는 사람과 방법에 따라 그 결과가 다르게 나오는 문제도 발생한다. 따라서 자갈의 장경과 중경, 그리고 단경을 일정한 기준으로 한 번에 측정하고, 그 무게까지 측정할 수 있는 간편화 장치의 필요성이 있다.
등록특허 10-0358167호 등록특허 10-0733977호 등록특허 10-13541483호
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자갈의 장경, 중경, 단경 및 무게를 용이하게 측정할 수 있도록 하는 자갈 입도 분석 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자갈 입도 분석 장치는, 케이스부; 케이스부 내부에서 자갈의 장경 방향의 축에 설치되어 자갈의 장경을 측정하는 장경스케일러부; 케이스부 내부에서 자갈의 중경 방향의 축에 설치되어 자갈의 중경을 측정하는 중경스케일러부; 케이스부 내부에서 자갈의 단경 방향의 축에 설치되어 자갈의 단경을 측정하는 단경스케일러부; 및 상기 케이스부를 지지하며 내부에 상기 장경스케일러부, 중경스케일러부, 단경스케일러부를 제어하며, 상기 투명케이스부의 하중을 측정하여 자갈의 무게를 측정하는 저울부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 케이스부는 투명케이스로 구성될 수 있다.
상기 장경스케일러부는, 상기 저울부의 제어에 따라 장경 방향의 축을 따라 이동되어 자갈의 장경에 접촉되는 장경스케일러; 상기 장경스케일러의 이동을 제어하는 장경스케일러구동기; 및 상기 장경스케일러가 자갈에 접촉되는 경우 이동 길이를 검출하여 자갈의 장경을 표시하는 장경엔코더;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 중경스케일러부는, 상기 저울부의 제어에 따라 중경 방향의 축을 따라 이동되어 자갈의 중경에 접촉되는 중경스케일러; 상기 중경스케일러의 이동을 제어하는 중경스케일러구동기; 및 상기 중경스케일러가 자갈에 접촉되는 경우 이동 길이를 검출하여 자갈의 중경을 표시하는 중경엔코더;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 단경스케일러부는, 상기 저울부의 제어에 따라 단경 방향의 축을 따라 이동되어 자갈의 단경에 접촉되는 단경스케일러; 상기 단경스케일러의 이동을 제어하는 단경스케일러구동기; 및 상기 단경스케일러가 자갈에 접촉되는 경우 이동 길이를 검출하여 자갈의 단경을 표시하는 단경엔코더;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 저울부는, 케이스부를 지지하는 받침부; 및 받침부의 저면에 장착되어 상기 케이스부를 지지하며 내부에 상기 장경스케일러부, 중경스케일러부, 단경스케일러부를 제어하는 제어부가 장착되고, 외부면에는 무게를 표시하는 무게표시부와 제어를 위한 제어패드부가 구비되는 저울부몸체;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 저울부는, 상기 단경스케일러부가 자갈에 접촉되어 자갈을 고정한 후, 상기 장경스케일러부와 중경스케일러부가 자갈에 접촉되어 자갈을 3축 고정하는 제어를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 자갈은, 상기 장경스케일러부, 중경스케일러부 및 단경스케일러부에 의해 지지되어 3축 위치 고정되도록 구성될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자갈 입도 분석 장치는, 케이스부; 케이스부 내부에서 자갈의 장경 방향의 축에 설치되어 자갈의 장경을 측정하는 장경스케일러부; 케이스부 내부에서 자갈의 중경 방향의 축에 설치되어 자갈의 중경을 측정하는 중경스케일러부; 케이스부 내부에서 자갈의 단경 방향의 축에 설치되어 자갈의 단경을 측정하는 단경스케일러부; 및 상기 케이스부를 지지하며 내부에 상기 장경스케일러부, 중경스케일러부, 단경스케일러부를 제어하며, 상기 투명케이스부의 하중을 측정하여 자갈의 무게를 측정하는 저울부;을 포함하는 자갈 입도 분석 장치의 자갈 입도 분석 방법에 있어서, 상기 장경스케일러부, 중경스케일러부, 단경스케일러부로 상기 자갈을 3축 고정하는 자갈고정과정; 및 상기 장경스케일러부, 중경스케일러부, 단경스케일러부로 상기 자갈의 장경, 중경 및 단경을 측정하여 표시하고, 상기 저울부로 상기 자갈의 무게를 측정하여 표시하는 자갈 입도 측정 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 자갈고정과정은, 상기 단경스케일러부가 자갈에 접촉되어 자갈을 고정한 후, 상기 장경스케일러부와 중경스케일러부가 자갈에 접촉되어 자갈을 3축 고정하는 과정일 수 있다.
상술한 구성을 가지는 본 발명은, 자갈의 입도를 측정함에 있어, 동일 자갈에 대한 반복 측정 시 동일한 결과 값을 출력하는 것에 의해 자갈 입도 측정의 정확성을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 자갈의 장경과 중경, 그리고 단경을 일정한 기준으로 한 번에 측정하고, 그 무게까지 측정할 수 있도록 하여 자갈 입도 측정의 용이성 및 편리성을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 자갈 입도 분석 장치(1)의 개략적인 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따르는 자갈 입도 분석 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따르는 자갈 입도 분석 장치(1)의 개략적인 사시도이다.
도 1과 같이, 상기 자갈 입도 분석 장치(1)는 케이스부(10), 장경스케일러부(20), 중경스케일러부(30), 단경스케일러부(40) 및 저울부(50)를 포함하여 구성된다.
상기 케이스부(10)는 투명 육면체 박스로 형성될 수 있다.
상기 장경스케일러부(20)와 중경스케일러부(30) 및 단경스케일러부(40)는 자갈(2)의 입도 분석을 위한 장경, 중경 및 단경을 측정할 수 있도록 케이스부(10)의 내부의 내축에 가상적으로 형성되는 X, Y, Z 축의 각각의 축 상에 장착된다.
상기 장경스케일러부(20)는 장경스케일러(21)와 장경스케일러(21)를 자갈 측으로 이동시키거나 후퇴시키는 장경스케일러구동기(23) 및 장경스케일러(21)의 이동 거리를 측정하여 표시하는 장경엔코더(25)를 포함하여 구성된다.
상기 중경스케일러부(30)는 중경스케일러(31)와 중경스케일러(31)를 자갈 측으로 이동시키거나 후퇴시키는 중경스케일러구동기(33) 및 중경스케일러(31)의 이동 거리를 측정하여 표시하는 중경엔코더(35)를 포함하여 구성된다.
상기 단경스케일러부(40)는 단경스케일러(41)와 단경스케일러(41)를 자갈 측으로 이동시키거나 후퇴시키는 단경스케일러구동기(43) 및 단경스케일러(41)의 이동 거리를 측정하여 표시하는 단경엔코더(45)를 포함하여 구성된다.
상기 장경스케일러(21), 중경스케일러(31) 및 단경스케일러(41)에는 상기 장경엔코더(25), 중경엔코더(35) 및 단경엔코더(45)가 길이를 센싱할 수 있도록 마커가 형성될 수 있다.
도 1에서 상기 장경스케일러(21), 중경스케일러(31) 및 단경스케일러(41)가 스크류볼트로 구성되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 유압에 의해 이동되는 피스톤장치, 피니언 기어에 의해 이동되는 레크 기어 등으로 다양하게 변형 실시 될 수 있다.
상기 장경스케일러구동기(23), 중경스케일러구동기(33) 및 단경스케일러구동기(43)는 스텝모터와 압력센서를 포함하여 구성되어, 상기 장경스케일러(21), 중경스케일러(31) 및 단경스케일러(41)가 각각 자갈에 접촉되는 경우 이동을 멈추어 자갈을 고정하도록 하는 구동력을 제공하도록 구성된다.
상기 장경엔코더(25), 중경엔코더(35) 및 단경엔코더(45)는 광센서식, 또는 스텝 모터식 등으로 구성되어 상기 장경스케일러(21), 중경스케일러(31) 및 단경스케일러(41)의 이동 거리를 측정할 수 있도록 구성된다. 측정된 값은 디지털 표시기나 디스플레이장치를 이용하여 표시될 수 있다.
또한, 상기 장경엔코더(25), 중경엔코더(35) 및 단경엔코더(45)는 자갈(2)의 좌면, 배면, 저면이 접촉되는 케이스(10)의 좌면, 배면, 저면으로부터 상기 장경스케일러(21), 중경스케일러(31) 및 단경스케일러(41)의 접촉된 단부까지의 거리를 자갈의 장경, 중경 및 단경으로 표시하도록 구성될 수 있다.
상기 저울부(50)는 케이스부(10)를 지지하는 받침부(51) 및 받침부(51)의 저면에 장착되어 케이스부(10)를 지지하며 내부에 장경스케일러부(20), 중경스케일러부(30) 및 단경스케일러부(40)를 제어하는 제어부(미도시)가 장착되고, 외부면에는 무게를 표시하는 무게표시부(55)와 구동, 정지 등의 제어를 위한 입력을 수행할 수 있도록 하는 제어패드부(57)와 받침부(51)의 하중을 측정하는 하중센서(미도시)가 구비되는 저울부몸체(53)를 포함하여 구성될 수 있다.
상술한 구성에서 상기 장경스케일러부(20), 중경스케일러부(30) 및 단경스케일러부(40)는 수동식 또는 전자식 버니어 캘리퍼스 등으로 구현될 수도 있다. 수동식의 경우에는 작업자에 의해 자갈(2)이 고정되며, 전자식의 경우에는 작업자가 자갈(2)을 케이스부(10)의 내부에 넣는 경우 자동으로 상기 장경스케일러부(20), 중경스케일러부(30) 및 단경스케일러부(40)가 구동되어 자갈을 고정한 후 장경, 중경 및 단경을 측정하도록 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따르는 자갈 입도 분석 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 자갈 입도 분석 방법은 자갈고정과정(S10) 및 자갈 입도 측정 과정(S20)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 자갈고정과정(S10)은 상기 장경스케일러부(20), 중경스케일러부(30) 및 단경스케일러부(40)를 이용하여 자갈을 고정하는 과정이다.
자갈을 고정하는 예로는 작업자가 자갈(2)을 케이스부(10)의 내부에 위치시키면, Z축에 배치되는 단경스케일러부(40)가 자갈(2)의 단경을 고정한 후, X와 Y축에 배치되는 장경스케일러부(20) 및 중경스케일러부(30)가 자갈(2)의 장경 우측부와 중경 우측부를 고정하는 과정으로 이루어질 수 있다.
다음으로, 자갈입도측정과정(S20)은 장경엔코더(25), 중경엔코더(35) 및 단경엔코더(45)가 장경스케일러(21), 중경스케일러(31) 및 단경스케일러(41)의 이동거리를 측정한 후 이를 기 설정된 방식의 연산 처리를 수행하여 자갈(2)의 장경, 중경, 단경을 도출한 후 표시하고, 저울부(50)가 자갈(2)의 무게를 측정하여 무게표시부(55)에 출력하는 처리과정으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 자갈(2)은 장경의 좌측면이 케이스부(10)의 내부 좌측면에 부착되고, 중경의 배면은 케이스부(10)의 내부 배면에 부착되며, 상기 장경스케일러(21), 중경스케일러(31) 및 단경스케일러(41)가 자갈의 장경 우측면, 중경 전면, 단경 상부면이 부착되도록 상기 장경스케일러부(20), 중경스케일러부(30) 및 단경스케일러부(40)를 케이스부(10) 내부에서 X,Y 및 Z축 각각에 배치되도록 구성되는 것에 의해, 케이스부(10)의 내부 좌측면, 내부 배면 및 저면으로부터, 장경스케일러(21), 중경스케일러(31) 및 단경스케일러(41)의 자갈에 접촉되는 단면까지의 거리를 자갈의 장경, 중경 및 단경으로 측정하도록 구성될 수도 있다.
그리고 상기 저울부(50)는 케이스부(10)의 무게를 측정한 후, 케이스부(10), 장경스케일러부(20), 중경스케일러부(30) 및 단경스케일러부(40)의 무게를 빼는 연산을 수행하여 자갈(2)의 무게를 측정한 후 무게 표시부(55)에 표시하는 동작을 수행한다.
1: 자갈 입도 분석 장치 2:자갈
10: 케이스부 20: 장경스케일러부
21: 장경스케일러 23: 장경스케일러구동기
25: 장경엔코더 30: 중경스케일러부
31: 중경스케일러 33: 중경스케일러구동기
35: 중경엔코더 40: 단경스케일러부
41: 단경스케일러 43: 단경스케일러구동기
45: 단경엔코더 50: 저울부
51: 받침대 53: 저울부몸체
55: 무게표시부 57: 제어패드부

Claims (10)

  1. 케이스부;
    케이스부 내부에서 자갈의 장경 방향의 축에 설치되어 자갈의 장경을 측정하는 장경스케일러부;
    케이스부 내부에서 자갈의 중경 방향의 축에 설치되어 자갈의 중경을 측정하는 중경스케일러부;
    케이스부 내부에서 자갈의 단경 방향의 축에 설치되어 자갈의 단경을 측정하는 단경스케일러부; 및
    상기 케이스부를 지지하며 내부에 상기 장경스케일러부, 중경스케일러부, 단경스케일러부를 제어하며, 상기 투명케이스부의 하중을 측정하여 자갈의 무게를 측정하는 저울부;를 포함하여 구성되는 자갈 입도 분석 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 케이스부는,
    투명케이스로 구성되는 자갈 입도 분석 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 장경스케일러부는;
    상기 저울부의 제어에 따라 장경 방향의 축을 따라 이동되어 자갈의 장경에 접촉되는 장경스케일러;
    상기 장경스케일러의 이동을 제어하는 장경스케일러구동기; 및
    상기 장경스케일러가 자갈에 접촉되는 경우 이동 길이를 검출하여 자갈의 장경을 표시하는 장경엔코더;를 포함하여 구성되는 자갈 입도 분석 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 중경스케일러부는;
    상기 저울부의 제어에 따라 중경 방향의 축을 따라 이동되어 자갈의 중경에 접촉되는 중경스케일러;
    상기 중경스케일러의 이동을 제어하는 중경스케일러구동기; 및
    상기 중경스케일러가 자갈에 접촉되는 경우 이동 길이를 검출하여 자갈의 중경을 표시하는 중경엔코더;를 포함하여 구성되는 자갈 입도 분석 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 단경스케일러부는;
    상기 저울부의 제어에 따라 단경 방향의 축을 따라 이동되어 자갈의 단경에 접촉되는 단경스케일러;
    상기 단경스케일러의 이동을 제어하는 단경스케일러구동기; 및
    상기 단경스케일러가 자갈에 접촉되는 경우 이동 길이를 검출하여 자갈의 단경을 표시하는 단경엔코더;를 포함하여 구성되는 자갈 입도 분석 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 저울부는,
    케이스부를 지지하는 받침부; 및
    받침부의 저면에 장착되어 상기 케이스부를 지지하며 내부에 상기 장경스케일러부, 중경스케일러부, 단경스케일러부를 제어하는 제어부가 장착되고, 외부면에는 무게를 표시하는 무게표시부와 제어를 위한 제어패드부가 구비되는 저울부몸체;를 포함하여 구성되는 자갈 입도 분석 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 저울부는,
    상기 단경스케일러부가 자갈에 접촉되어 자갈을 고정한 후, 상기 장경스케일러부와 중경스케일러부가 자갈에 접촉되어 자갈을 3축 고정하는 제어를 수행하도록 구성되는 자갈 입도 분석 장치.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 자갈은,
    상기 장경스케일러부, 중경스케일러부 및 단경스케일러부에 의해 지지되어 3축 위치 고정되도록 구성되는 자갈 입도 분석 장치.
  9. 케이스부; 케이스부 내부에서 자갈의 장경 방향의 축에 설치되어 자갈의 장경을 측정하는 장경스케일러부; 케이스부 내부에서 자갈의 중경 방향의 축에 설치되어 자갈의 중경을 측정하는 중경스케일러부; 케이스부 내부에서 자갈의 단경 방향의 축에 설치되어 자갈의 단경을 측정하는 단경스케일러부; 및 상기 케이스부를 지지하며 내부에 상기 장경스케일러부, 중경스케일러부, 단경스케일러부를 제어하며, 상기 투명케이스부의 하중을 측정하여 자갈의 무게를 측정하는 저울부;을 포함하는 자갈 입도 분석 장치의 자갈 입도 분석 방법에 있어서,
    상기 장경스케일러부, 중경스케일러부, 단경스케일러부로 상기 자갈을 3축 고정하는 자갈고정과정; 및
    상기 장경스케일러부, 중경스케일러부, 단경스케일러부로 상기 자갈의 장경, 중경 및 단경을 측정하여 표시하고, 상기 저울부로 상기 자갈의 무게를 측정하여 표시하는 자갈 입도 측정 과정;을 포함하여 이루어지는 자갈 입도 분석 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 자갈고정과정은,
    상기 단경스케일러부가 자갈에 접촉되어 자갈을 고정한 후, 상기 장경스케일러부와 중경스케일러부가 자갈에 접촉되어 자갈을 3축 고정하는 과정인 자갈 입도 분석 방법.
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